淺談 氣相色譜儀熱導檢測器(TCD)條件選擇應注意哪些事項
(一)、載氣種類、純度和流量
1. 載氣種類
TCD通常用He或H2作載氣,因為它們的熱導系數(shù)遠遠大于其他化合物。用He或H2作載氣的TCD,其靈敏度高,且峰形正常,響應因子穩(wěn)定,易于定量,線性范圍寬。北美多用氦作載氣,因它安全。其他地區(qū)因氦太昂貴,多用氫。氫載氣的靈敏度蕞高,只是操作中要注意安全,另外,還要防止樣品可能與氫反應。
N2或Ar作載氣,因其靈敏度低,且易出W峰,響應因子受溫度影響,線性范圍窄,通常不用。但若分析He或H2時,則宜用N2或Ar作載氣。避免用He作載氣測H2或用H2作載氣測He。用N2或Ar載氣時需注意,因其熱導系數(shù)小,熱絲達到相同溫度所需的橋流值,比He或H2載氣要小得多。
毛細管柱接TCD時,都加尾吹氣,即使是池體積為3.5µL的µ-TCD,也建議加尾吹氣。尾吹氣的種類同載氣。
降低TCD池的壓力,不僅可避免加尾吹氣。而且還可提高TCD的靈敏度。如140µL池體積TCD與50µm內(nèi)徑毛細管柱相連。在約500Pa(4mmHg)低壓下操作時,其池體積相當于0.7µL,靈敏度提高近200倍。
2. 載氣純度
載氣純度影響TCD的靈敏度。實驗表明:在橋流160-200mA范圍內(nèi),用99.999%的超純氫氣比用99%的普氫靈敏度高6%-13%。
載氣純度對峰形亦有影響,用TCD作高純氣中雜質(zhì)檢測時,載氣純度應比被測氣體高十倍以上,否則將出倒峰。
3. 載氣流速
TCD為濃度型檢測器,對流速波動很敏感,TCD的峰面積響應值反比于載氣流速。因此,在檢測過程中,載氣流速必須保持恒定。在柱分離許可的情況下,以低些為妥。流速波動可能導致基線噪聲和漂移增大。對微TCD,為了有效地消除柱外峰形擴張,同時保持高靈敏度,通常載氣加尾吹的總流速在10-20mL/min。參考池的氣體流速通常與測量池相等,但在作程升時,可調(diào)整參考池之流速至基線波動和漂移蕞小為佳。
(二)、橋電流
橋流(I)與TCD的靈敏度(S),噪聲(N)和檢測限(D)的關系,B,C曲線。
橋電流可顯著提高TCD的靈敏度。一般認為S值與I2.8成正比。所以,用增大橋流來提高靈敏度是通用的方法。但是橋流的提高又受到噪聲和使用壽命的限制。若橋流偏大,噪聲即由逐漸增加變成急劇增大,見曲線B。其結(jié)果是信噪比下降,檢測極限變大,即曲線C又復上升。另外,橋流越高,熱絲越易被氧化,使用壽命越短。過高的橋流甚至使熱絲燒斷。所以,在滿足分析靈敏度要求的前提下,選取橋流以低為好,這時噪聲小,熱絲使用壽命長。在追求該TCD大靈敏度的情況下,則選信/噪比大時之橋流,這時檢測極限低,即曲線C之低點。但長期在低橋流下工作,可能造成池污染,這時可用溶劑清洗TCD池。
一般商品TCD使用說明書中,均有不同檢測器溫度時推薦使用的橋流值,通常參考此值設定橋流。
(三)、檢測器溫度
TCD的靈敏度與熱絲和池體間的溫差成正比。顯然,增大其溫差有二個途徑:一是提高橋流,以提高熱絲溫度;二是降低檢測器池體溫度。這決定于被分析樣品的沸點。檢測器池體溫度不能低于樣品的沸點,以免在檢測器內(nèi)冷凝。因此,對沸點不很低的樣品,采用此法提高靈敏度是有限的,而對氣體樣品,特別是永久性氣體,可達較好的效果。
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